Новости

Самое интересное в культуре и науке

Дата: 13.12.2005
Работа, выполненная под руководством Е Сюя (Ye Xu) из Шанхайской астрономической обсерватории в Китае, позволила измерить расстояние до спирального рукава самым надежным методом — посредством тригонометрического параллакса.

Метод тригонометрического параллакса основан на тщательном измерении координат объекта в разные моменты времени по мере того, как Земля движется по орбите вокруг Солнца. За полгода Земля перемещается на 2 астрономические единицы, т. е. примерно на 300 млн км. В результате этого звезда, находящаяся на расстоянии 2 парсек, сместится на фоне далеких галактик на одну угловую секунду. Если звезда будет в сто раз дальше, то параллактическое смещение составит всего 0,01 секунды и окажется на пределе точности оптических инструментов. Поэтому расстояния до более далеких объектов не удается измерять методом параллакса — приходится применять иные, менее точные способы.

Например, можно использовать метод «стандартной свечи». Если найти в далеком звездном скоплении объект известной светимости, то, измерив его видимый блеск, можно определить расстояние до скопления. В качестве таких объектов можно, например, использовать горячие голубые звезды спектрального класса О, поскольку по виду их спектра можно довольно хорошо оценить их светимость. Именно таким способом и определяли расстояние до спирального рукава Персея, который охватывает Солнечную систему с внешней стороны Галактики. В рукаве нашли область активного звездообразования, обозначаемую W3OH, выделили в ней голубые сверхгиганты, посчитали и получили что-то около 2,2 килопарсек.

Но все же этот метод не слишком надежен. Спектры звезд довольно сильно зависят от небольших вариаций химического состава, и это может приводить к значительным ошибкам. Поэтому такие определения расстояний всегда желательно проверять каким-то другим методом. В данном случае использовали подход, основаный на измерении скорости движения тех же звезд. Если они, подобно Солнцу, движутся по круговой орбите вокруг центра Галактики, то можно рассчитать, как будет зависеть скорость вдоль луча зрения от расстояния, ну а скорость определяется по эффекту Доплера. Увы, расстояние определенное этим методом, не совпало с расстоянием, определенным по «стандартной свече», а оказалось в два с лишним раза больше.

Разрешить это противоречие можно только измерив расстояние каким-то третьим способом, по возможности более надежным, чем первые два, в идеале — методом параллакса. Но на расстояниях 2-4 кпк параллактическое смещение составит меньше тысячной доли секунды. В оптике такая точность измерений пока недостижима, но вот в радиодиапазоне измерять углы можно гораздо точнее за счет применения интерферометров.

Астрономы воспользовались тем, что область звездообразования W3OH, до которой измеряли расстояние, оказалась компактным радиоисточником. Горячие звезды возбуждают молекулы метанола, которые в очень небольшом количестве содержатся в окружающем газовом облаке, а те в результате испускают излучение на строго определенной радиоволне. Такие источники по принципу действия называют космическими мазерами.

Для наблюдений была задействована межконтинентальная сеть радиотелескопов, работающая в режиме радиоинтерферометра со сверхдлинной базой (РСДБ). Всего в сеть входило десять 25-метровых параболических антенн, которые вели наблюдения как единый инструмент. Как известно, разрешение инструмента тем выше, чем больше его размер и короче длина волны. В итоге погрешность определения координат источника удалось снизить всего до 10 миллионных долей угловой секунды. А расстояние, определенное по параллаксу, составило всего 1,95+/-0,04 кпк.

Эта величина хорошо согласуется с оценкой расстояния по голубым сверхгигантам, а вот оценка по динамике вращения Галактики дала ошибку. Как удалось определить из этих же наблюдений, неверным оказалось предположение, будто область W3OH движется по круговой орбите вокруг центра Галактики. Сравнение с положениями внегалактических источников (квазаров) показало, что так называемая пекулярная, то есть случайная, скорость этого образования составляет 22 км/с, и направлена эта скорость в сторону центра Галактики и немного против ее вращения. Кстати, такой результат качественно согласуется с представлением о том, что спиральные рукава — это волны плотности межзвездной среды, распространяющиеся по галактическом диску.

Эти результаты опубликованы в журнале Science и будут представлены на конференции Американского астрономического общества в начале января. Как сообщает New Scientist, авторы не собираются останавливаться на достигнутом и планируют в ближайшем будущем измерить параллаксы еще десятка областей звездообразования, разбросанных по разным рукавам Галактики.

Александр Сергеев elementy.ru

Реклама
__________
___